盧學(xué)謙 石菁
不等式的證明,憑借其簡(jiǎn)單的知識(shí)基礎(chǔ)、獨(dú)特的解題構(gòu)思、發(fā)散的證明方向、奇特的推理過(guò)程成為數(shù)學(xué)競(jìng)賽中永恒的熱點(diǎn)之一.構(gòu)造法,作為技巧性特別強(qiáng)的一種解題方法,主要通過(guò)構(gòu)造適當(dāng)?shù)淖兞?、等式、函?shù)、圖形、數(shù)列、模型等輔助手段,使問(wèn)題轉(zhuǎn)化,揭示出直觀和本質(zhì)的形式,從而有助于問(wèn)題的解決.構(gòu)造法與不等式證明的結(jié)合,往往能相得益彰,迸發(fā)出令人贊嘆的思維火花.本文擬通過(guò)具體例子,分類闡述如何應(yīng)用構(gòu)造法證明不等式競(jìng)賽題.
1構(gòu)造函數(shù)關(guān)系證明不等式
所以原不等式成立.
2構(gòu)造圖形證明不等式
數(shù)形結(jié)合是最重要的數(shù)學(xué)思想之一,也是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的有效方法之一,不等式的證明也是如此.如果問(wèn)題條件中的數(shù)量關(guān)系能以某種方式與幾何圖形建立關(guān)系或具有明顯的幾何意義,從而構(gòu)造圖形,將題設(shè)條件及數(shù)量關(guān)系直接在圖形中得到實(shí)現(xiàn),然后在所構(gòu)造的圖形中尋求所證的結(jié)論.
例3設(shè)實(shí)數(shù)x,y,z滿足0
分析因坐標(biāo)平面里單位圓上的點(diǎn)的坐標(biāo)可用三角函數(shù)來(lái)表示,這就啟示我們能否構(gòu)造單位圓來(lái)解決.
證明在直角坐標(biāo)平面上以原點(diǎn)為圓心作單位圓.考慮第一象限,在單位圓上取點(diǎn)A1,A2,A3,使得∠A1Ox=x,∠A2Ox=y,∠A3Ox=z.
由Eξ2-(Eξ)2≥0得x21x1+x2+x22x2+x3+…+x2nxn+x1≥12.
從以上幾例可以看出,構(gòu)造法是證明不等式競(jìng)賽題的重要方法.當(dāng)然運(yùn)用構(gòu)造法解題,必須對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握得非常熟練,必須有豐富的聯(lián)想和敢于創(chuàng)新的精神.不失時(shí)機(jī)地運(yùn)用構(gòu)造法,一定能激發(fā)學(xué)生的探索精神和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.
(作者簡(jiǎn)介見(jiàn)本刊2014年第11期)